本文關鍵詞：航空發(fā)動機整體葉盤可靠性優(yōu)化設計

  更多相關文章： 響應面法 分解協(xié)調(diào)優(yōu)化 可靠性分析 渦輪葉盤 共因失效

【摘要】：航空發(fā)動機是飛機的推進系統(tǒng),為飛機提供飛行動力。葉盤是航空發(fā)動機的核心部件,也是航空發(fā)動機中受力最復雜部件之一。葉盤在正常工作時會受不穩(wěn)定尾部氣流或偶然因素(如燃燒室、導向器或冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障)的影響,使葉片產(chǎn)生振動或局部高溫,導致葉片產(chǎn)生較大變形和應力。因此研究葉盤的可靠性并對葉盤進行可靠性優(yōu)化顯得尤為重要。(1)為了更精確的研究航空發(fā)動機葉片發(fā)生一階共振時的可靠性,在考慮共因失效(由振動一種因素引起的葉片變形和應力失效)的基礎上,提出了基于雙重響應面法的航空發(fā)動機葉片振動可靠性分析方法。通過雙重響應面方法,建立葉片最大變形和最大應力的響應面數(shù)學模型;以葉片最大變形和最大應力的響應面數(shù)學模型代替葉片振動有限元模型,在考慮轉(zhuǎn)速、氣動力、材料密度的基礎上,利用聯(lián)動抽樣法對葉片進行可靠性分析。通過與Monte-Carlo法進行比較驗證了雙重響應面法在葉片發(fā)生一階共振中的可行性與適用性。(2)為了更準確的研究航空發(fā)動機渦輪葉片在發(fā)生短時間局部高溫時的可靠性,在考慮共因失效(由局部高溫引起的葉片多種失效)的基礎上,提出了基于多重響應面法的航空發(fā)動機葉片局部高溫可靠性分析方法。通過多重響應面方法,建立葉片的整體變形、徑向變形、應力、溫度四重響應面模型;以葉片的整體變形、徑向變形、應力、溫度四重響應面模型代替葉片局部高溫有限元模型,利用聯(lián)動抽樣方法完成可靠性分析。通過與Monte Carlo法進行比較驗證了多重響應面法在葉片發(fā)生局部高溫時的有效性。(3)為了更好的對航空發(fā)動機渦輪葉盤運行參數(shù)進行優(yōu)化設計,在采用分解協(xié)調(diào)優(yōu)化策略的基礎上,對渦輪葉盤運行參數(shù)進行可靠性優(yōu)化設計。通過響應面法,建立葉片和輪盤的變形響應面數(shù)學模型;以葉片和輪盤的變形響應面數(shù)學模型代替葉片和輪盤有限元模型,基于分解協(xié)調(diào)優(yōu)化策略及可靠性優(yōu)化設計方法,對葉盤運行參數(shù)(轉(zhuǎn)速和工作溫度)進行可靠性優(yōu)化設計。通過與普通優(yōu)化結果比較得出,驗證了基于分解協(xié)調(diào)優(yōu)化策略的可靠性優(yōu)化在葉盤運行參數(shù)優(yōu)化中的優(yōu)越性。
【關鍵詞】：響應面法 分解協(xié)調(diào)優(yōu)化 可靠性分析 渦輪葉盤 共因失效
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V232
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景和意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究和發(fā)展狀況10-13
• 1.2.1 可靠性分析的發(fā)展狀況10-12
• 1.2.2 可靠性優(yōu)化設計的發(fā)展狀況12-13
• 1.3 課題來源和主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 渦輪葉片振動可靠性分析15-33
• 2.1 葉片振動基本理論與基本概念15-19
• 2.1.1 葉片振動概述15
• 2.1.2 葉片振動主要參數(shù)15-16
• 2.1.3 葉片的振動形態(tài)16
• 2.1.4 葉片振動微分方程16-18
• 2.1.5 葉片諧響應分析數(shù)學模型18-19
• 2.2 可靠性分析的雙重響應面法19-21
• 2.3 算例分析21-31
• 2.3.1 原始數(shù)據(jù)21
• 2.3.2 葉片確定性分析21-25
• 2.3.3 葉片可靠性分析25-30
• 2.3.4 響應面靈敏度分析30-31
• 2.4 本章小結31-33
• 第3章 渦輪葉片局部高溫可靠性分析33-57
• 3.1 葉片局部高溫基本概念和基本理論33-38
• 3.1.1 葉片局部高溫概述33
• 3.1.2 葉片局部高溫基本參數(shù)概述33-34
• 3.1.3 葉片熱應力的基本理論基礎34-36
• 3.1.4 葉片導熱微分方程36-38
• 3.2 葉片多種失效模式的可靠性分析38-40
• 3.3 算例分析40-56
• 3.3.1 原始數(shù)據(jù)40
• 3.3.2 葉片確定性分析40-47
• 3.3.3 可靠性分析47-53
• 3.3.4 多重響應面法有效性驗證53
• 3.3.5 響應面靈敏度分析53-56
• 3.4 本章小結56-57
• 第4章 航空發(fā)動機葉盤可靠性優(yōu)化設計57-70
• 4.1 優(yōu)化設計基本概念57-58
• 4.2 可靠性優(yōu)化設計基本理論58-59
• 4.3 基于響應面法的分解協(xié)調(diào)可靠性優(yōu)化設計59-61
• 4.4 優(yōu)化算例分析61-69
• 4.4.1 葉盤優(yōu)化問題概述61-63
• 4.4.2 葉片和輪盤的確定性分析63-64
• 4.4.3 隨機變量的選取64
• 4.4.4 葉片和輪盤響應面方程建立64
• 4.4.5 葉盤響應面方程靈敏度分析64-65
• 4.4.6 葉盤運行參數(shù)優(yōu)化65-69
• 4.5 本章小結69-70
• 結論70-72
• 參考文獻72-77
• 碩士期間發(fā)表的論文77-78
• 致謝78

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1 呂震宙;趙潔;岳珠峰;;機械可靠性分析的高精度響應面法[J];應用數(shù)學和力學;2007年01期

2 徐軍,鄭穎人;可靠度響應面有限元及其工程應用[J];地下空間;2001年S1期

3 李洪雙;呂震宙;;結構可靠性分析的支持向量機響應面法[J];計算力學學報;2009年02期

4 洪飛;吳劍國;;可靠性分析的改進加權響應面法[J];浙江工業(yè)大學學報;2012年01期

5 陳學前;肖世富;劉信恩;;響應面法在結構參數(shù)靈敏度及可靠性分析中的應用[J];力學與實踐;2012年03期

6 李少宏;陳建軍;;一種新的改進響應面法的結構可靠性計算方法[J];中南大學學報(自然科學版);2013年05期

7 段巍;趙峰;;結構可靠性分析的響應面方法比較研究[J];中國工程機械學報;2009年04期

8 張偉杰;陸秋海;緱百勇;王波;;基于逆響應面法的有限元模型修正[J];噪聲與振動控制;2013年06期

9 劉長虹,陳虬,呂震宙,鄭長卿;復雜結構系統(tǒng)失效模式的響應面法[J];機械強度;2000年01期

10 劉成立;呂震宙;;結構體系隱式極限狀態(tài)方程概率分析的改進響應面法[J];機械強度;2006年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜家政;陽志光;隋允康;龍連春;;基于響應面法的三心底結構形狀優(yōu)化[A];北京力學學會第12屆學術年會論文摘要集[C];2006年

2 杜家政;隋允康;龍連春;;基于響應面法的五心底結構形狀優(yōu)化[A];北京力學會第14屆學術年會論文集[C];2008年

3 王正平;龍騰;劉莉;;多學科設計優(yōu)化中的多項式響應面近似方法研究[A];第八屆全國信息獲取與處理學術會議論文集[C];2010年

4 宇慧平;隋允康;張軒;龍連春;;響應面方法的改進[A];北京力學會第13屆學術年會論文集[C];2007年

5 張立新;隋允康;;基于響應面方法的桁架截面優(yōu)化[A];北京力學會第11屆學術年會論文摘要集[C];2005年

6 許英;;基于變f序列響應面法的邊坡穩(wěn)定可靠性分析[A];第四屆全國船舶與海洋工程學術會議論文集[C];2009年

7 唐乃梅;隋允康;;基于響應面法的膜結構的截面優(yōu)化[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

8 張軒;隋允康;;改進的響應面方法及其在形狀優(yōu)化中的應用[A];北京力學會第11屆學術年會論文摘要集[C];2005年

9 陳華斌;任偉新;;基于響應面的結構有限元模型修正[A];第15屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅰ冊）[C];2006年

10 李善坡;隋允康;;采用組合響應面方法優(yōu)化爆炸分離裝置裝藥腔形狀[A];北京力學會第13屆學術年會論文集[C];2007年

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1 Chau Minh Quang（周明光）;基于徑向基函數(shù)的結構可靠性分析算法研究[D];湖南大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬迪;粒子群響應面建模法在ASPEN多因素優(yōu)化中的應用[D];太原理工大學;2016年

2 路成;基于耦合失效多重響應面的結構可靠性分析方法研究[D];哈爾濱理工大學;2016年

3 紀祥飛;基于多元有理函數(shù)的結構響應面方法研究[D];山東理工大學;2016年

4 宋魯凱;基于智能響應面法的機械可靠性優(yōu)化設計研究[D];哈爾濱理工大學;2016年

5 劉令君;航空發(fā)動機整體葉盤可靠性優(yōu)化設計[D];哈爾濱理工大學;2016年

6 王麗麗;轉(zhuǎn)子系統(tǒng)復雜動態(tài)特性的響應面法研究[D];南京航空航天大學;2016年

7 賈磊;基于響應面的結構多失效模式可靠性分析[D];沈陽航空航天大學;2014年

8 趙潔;機械可靠性分析的響應面法研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

9 王永菲;響應面法的數(shù)值方法研究及其在懸掛參數(shù)優(yōu)化中的應用[D];中央民族大學;2006年

10 李松超;基于改進響應面法的飛機結構可靠性分析[D];沈陽航空航天大學;2012年

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本文編號：586502